杜文兵 谷安民 杜香霖

摘 要：圍堰是工程的保障線，圍堰的質(zhì)量直接決定工程能否順利進(jìn)行，對(duì)圍堰進(jìn)行變形監(jiān)測(cè)是當(dāng)今水利工程的一個(gè)關(guān)鍵課題。充分了解圍堰的變形趨勢(shì)，及時(shí)準(zhǔn)確地制定預(yù)防措施將成為評(píng)價(jià)水利工程的重要指標(biāo)。本文以安徽省六安市裕安區(qū)獨(dú)山鎮(zhèn)西淠河翻板壩工程為例，介紹圍堰變形監(jiān)測(cè)及風(fēng)險(xiǎn)防治。

關(guān)鍵詞：水利工程；圍堰；變形監(jiān)測(cè)；變形趨勢(shì)；翻板壩工程

中圖分類(lèi)號(hào)：F407.9 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-4437（2018）01-0037-05

1 工程概況及監(jiān)測(cè)目的

本工程位于六安市裕安區(qū)獨(dú)山鎮(zhèn)西淠河主干河道上，為改善枯水期景觀效果，新建翻板壩一座，攔蓄河道徑流，雍高水位4.5m，構(gòu)筑開(kāi)闊水域面積約37500㎡，改善區(qū)域環(huán)境。主要建設(shè)內(nèi)容包括：七段翻板壩、兩孔沖砂閘、空箱翼墻、扶臂式翼墻及啟閉機(jī)房、水電站（民營(yíng)投資）等。結(jié)合施工條件及水文環(huán)境，本工程分兩期施工，一期施工沖砂閘、啟閉機(jī)房、空箱及第七壩段、水電站，二期施工余下壩段及翼墻工程等。由于深基坑工程位于一期圍堰內(nèi)側(cè)，圍堰作為分隔西淠河水與作業(yè)面的堤防結(jié)構(gòu)，其受力和影響具有很強(qiáng)的不可預(yù)知性和復(fù)雜性，圍堰能否安全運(yùn)行，直接影響一期工程能否順利進(jìn)行，對(duì)圍堰進(jìn)行全方位監(jiān)測(cè)顯得很有必要。

2 圍堰概述

按汛期度汛標(biāo)準(zhǔn)，新建翻板壩壩址區(qū)20年一遇設(shè)計(jì)洪水位高程60.35m，為滿(mǎn)足汛期度汛安全要求，一期圍堰頂高程設(shè)計(jì)為61.0m，圍堰設(shè)計(jì)為土石圍堰，軸線長(zhǎng)度為185m。圍堰采用土工膜斜墻防滲圍堰，最大堰高5m，堰頂寬5m，最大底寬25m，內(nèi)外坡坡比為1：2，堰體迎水面采用土工膜防滲，土工膜上再采用粘土鋪蓋，外用砂礫石防護(hù)，汛期圍堰在坡腳拋填塊石防止水流沖刷。

3 控制網(wǎng)布設(shè)及監(jiān)測(cè)點(diǎn)選取

本次變形監(jiān)測(cè)所用控制網(wǎng)采用本工程所布設(shè)的施工控制網(wǎng)，其中控制點(diǎn)4個(gè)（DS1、DS2、DS3、DS4），為保證監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，需要定期對(duì)控制網(wǎng)進(jìn)行校核。周期監(jiān)測(cè)點(diǎn)選取迎水面斜坡5個(gè)、堰頂5個(gè)、背水面坡底5個(gè)（如圖1、圖2），監(jiān)測(cè)點(diǎn)均為直徑10cm混凝土樁，深入表層約50cm，保證監(jiān)測(cè)點(diǎn)不會(huì)因偶然因素而受到破壞。監(jiān)測(cè)周期為1周一次，若遇水位上漲、基坑開(kāi)挖等對(duì)圍堰穩(wěn)定性有影響的因素時(shí)，適時(shí)加密觀測(cè)周期。

4 監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)記錄及變形曲線繪制

本工程圍堰于3月15日填筑完成，由于前期圍堰結(jié)構(gòu)松散，容易產(chǎn)生較大變形，為保證數(shù)據(jù)的客觀性和可靠性，因此待圍堰沉降穩(wěn)定后再開(kāi)始變形數(shù)據(jù)采集，即從4月1日開(kāi)始采集數(shù)據(jù)，并以此作為監(jiān)測(cè)的初始值，分析變形趨勢(shì)。同時(shí)在監(jiān)測(cè)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，從4月25日開(kāi)始河水突然上漲至56.5m高程且居高不下，另外在5月5日—5月10日本工程開(kāi)始對(duì)第七壩段的基坑進(jìn)行開(kāi)挖，這都可能對(duì)圍堰的穩(wěn)定性造成影響，因此在這兩時(shí)段進(jìn)行了加密觀測(cè)（監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1）。

通過(guò)對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的分析處理，計(jì)算出每期監(jiān)測(cè)的變形量（見(jiàn)表2）：

并分別繪制出圍堰迎水側(cè)坡面（1-5號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)）、堰頂（6-10號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)）及背水側(cè)坡底（11-15號(hào)檢測(cè)點(diǎn)）的變形曲線圖（如圖4、5、6、7、8、9）。

結(jié)合表2和變形曲線圖，對(duì)圍堰變形作出以下結(jié)論并進(jìn)行分析：

4.1 不管處于任何階段，上游監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形量總是高于下游監(jiān)測(cè)點(diǎn)，且呈現(xiàn)出遞減趨勢(shì)。這是由于上游面受河水沖刷，受壓比下游大，因此出現(xiàn)此種變形趨勢(shì)。

4.2 水位上漲會(huì)對(duì)迎水面造成較大變形，對(duì)堰頂影響較小，對(duì)背水面幾乎沒(méi)有影響。結(jié)合圖4、6、8發(fā)現(xiàn)，在水位上漲前變形幅度呈遞減趨勢(shì)并逐漸趨于穩(wěn)定，但從4月25日開(kāi)始，圖4出現(xiàn)大幅變形，圖6、8繼續(xù)保持以前趨勢(shì)，這說(shuō)明水位變化對(duì)迎水面影響較大，因此在圍堰迎水面鋪設(shè)土工膜、黏土、砂礫等可以加強(qiáng)迎水面的穩(wěn)定性，減小水位上漲對(duì)圍堰的影響。

4.3 基坑開(kāi)挖對(duì)背水面有很大的影響，對(duì)堰頂影響較小，對(duì)迎水面基本沒(méi)有影響。從圖8、9發(fā)現(xiàn)，從5月5日基坑開(kāi)挖開(kāi)始后，背水面水平和垂直方向位移量較大，在開(kāi)挖完成后，變形又基本趨于穩(wěn)定。但在整個(gè)過(guò)程中，迎水面監(jiān)測(cè)點(diǎn)基本無(wú)較大變形，堰頂變形幅度也較小，故基坑開(kāi)挖對(duì)圍堰背水面影像較大。

4.4 所有監(jiān)測(cè)點(diǎn)變形總體趨于穩(wěn)定。綜合以上6種變形曲線，排除水位上漲，基坑開(kāi)挖等客觀因素，曲線幅度逐漸變小，曲線的走向逐漸趨于0，這也符合變形監(jiān)測(cè)的基本規(guī)律。

5 風(fēng)險(xiǎn)預(yù)估及防治

從為期兩個(gè)月的監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，圍堰總體變形幅度不大，對(duì)于水位的影響，可對(duì)迎水面進(jìn)行進(jìn)一步加固。如對(duì)上游沖刷面設(shè)雙層土工膜并加大黏土厚度、坡腳填砌拋石用于防沖護(hù)坡，同時(shí)在水位有明顯上漲期間加強(qiáng)堰頂、迎水面的監(jiān)測(cè)，若出現(xiàn)變形超限或危及基坑安全時(shí)及時(shí)上報(bào)并處理。對(duì)于基坑開(kāi)挖對(duì)圍堰的影響，在開(kāi)挖工程中，保證開(kāi)口線至少距離圍堰坡底十米，并在開(kāi)挖過(guò)程中跟蹤監(jiān)測(cè)，若出現(xiàn)大幅變形，應(yīng)立即停止開(kāi)挖，對(duì)圍堰坡腳加寬處理或減緩坡比，在保證安全的前提下再繼續(xù)作業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周良景，鄢雙紅.水利水電工程圍堰設(shè)計(jì)規(guī)范[S].中國(guó)水利水電出版社，2013.

[2]潘松慶，許捍衛(wèi).圍堰工程施工中的水平位移和沉降觀測(cè)[J].工程勘察，1999（4）.